Hqh

1. APPAREILLAGE
ÉLECTRIQUE INDUSTRIEL

2. Objectifs
• Différentier les types d’appareillage électrique.
• Comprendre les fonctions de sectionnement,
commande et protection.
Public cible:
• 1ère
année Licence professionnalisante GIM
2

3. INTRODUCTION
La réglementation définit trois fonctions de base pour les
appareillages dans la conception d’une installation électrique.
1. Fonction sectionnement
Les sectionneurs ont pour but d’ouvrir visiblement en un point
quelconque une installation électrique sans charges.
2. Fonction commande
Il existe deux types de commande : La commande fonctionnelle et
la commande de sécurité.
3. Fonction protection
Elle permet de limiter les conséquences destructives ou
dangereuses des surintensités ou des défauts d’isolement et de
séparer la partie défectueuse du reste de l’installation.
3

4. Les appareils de
sectionnement
4

5. 1. Le sectionneur
• C’est un appareil qui permet de séparer (isoler) une partie sous tension
en amont d’une partie en aval d’un circuit électrique. L’isolement du
circuit se fait à vide par ouverture de tous les conducteurs de lignes
(mais pas le conducteur PE). Le sectionneur ne possède pas des pouvoirs
de coupure et fermeture. Le verrouillage se fait par un cadenas.
Figure 01: le sectionneur 5

6. • Pouvoir de coupure (PdC)
• C’est le courant maximal qu’un appareil peut couper en
évitant la formation d’un arc électrique qui pourrait retarder
dangereusement la coupure du courant. Le sectionneur n’en a
aucun, dés qu’il y a coupure, il y a arc électrique.
Figure 02: l’arc électrique 6

7. • Le sectionneur porte fusibles
• Il permet d’isoler et protéger la partie amont sous tension de la partie
aval d’un circuit électrique.
• Critères de choix d’un sectionneur porte fusible:
 Calibre et taille.
 Classe de protection et tension d’emploi,
 Nombre de pôles.
Figure 03: le sectionneur porte fusibles
7

8. • Interrupteur sectionneur
Il permet de séparer et d’interrompre (ouvrir ou fermer) manuellement un
circuit en charge. Il possède un pouvoir de coupure (Pdc)
• Choix d’interrupteur sectionneur:
 Courant et tension d'emploi,
 Pouvoir de coupure (Pdc): Courant de coupure,
 Nombre de pôles (tripolaire, bipolaire..)
Figure 04: Interrupteur sectionneur
8

9. Les appareils de
protection
9

10. • Les appareils de protection déclenchent en cas des anomalies
(surcharges, surintensité, etc.…).
Figure 05: Différentes définitions de courants
10

11. • Caractéristiques
 Courant d’utilisation: Iu
 Courant nominal : In,
 Surintensité : Démarrage moteur,
 Surcharge: Échauffement thermique,
 Pouvoir de coupure: Courant maximal qu’un dispositif de protection
peut couper un circuit Pdc (kA)
11

12. 1. Le fusible
• Il protège un circuit électrique contre les courts-circuits par fusion
da la partie active du fusible. Il comporte de poutre de silice pour
étouffer rapidement l’arc électrique et assurer l’isolement après la
coupure. Il existe plusieurs types de fusible
Figure 06: Le fusible
12

13. • Types de fusible
Les cartouches gG (usage industriel) protègent les
circuits électriques contre les faibles et fortes surcharges
et contre les courts-circuits.
Figure 07: Fusible gG
13

14. • Les cartouches aM (Accompagnement Moteur)
protègent les moteurs asynchrones triphasés contre
les fortes surcharges et les courts-circuits.
Figure 08: Fusible aM
14

15. Les cartouches UR (Ultra Rapide) protègent les
composants électroniques.
Figure 09: Fusible UR
15

16. • Caractéristiques des fusibles:
• Tension et courant nominaux: Un, In
• Courant de non fusion Inf: Courant supporté par le fusible
pendant un temps spécifié sans fondre.
• Courant de fusion If: Courant qui provoque la fusion avant la
fin d'un temps spécifié.
16

17. • Courbes temps de fusion
• La courbe de fusion est la caractéristique donnant le temps de
fusion en fonction de courant traversant la cartouche.
Figure 10: Courbes temps de fusion
17

18. 2. Le relais thermique
• C'est un organe de protection contre les
surcharges.
• Le relais thermique est constitué de
bilame métallique qui sont calibrer en
fonction de la plage de réglage du relais
thermique.
• Au passage du courant, les bilames se
déforment mais lorsqu’il y a aura une
surcharge, les bilames vont tellement se
déformer qu’ils vont faire déclencher le
contact.
Figure 11: relais thermique
18

19. • Selon les applications, la durée normale de démarrage des moteurs peut
varier de quelques secondes (démarrage à vide ) à quelques dizaines de
secondes (machine entraînée à grande inertie). Pour répondre à ce besoin
la norme définit pour les relais de protection thermique trois classes de
déclenchement :
- Classe 10 : temps de démarrage inférieur à 10s (applications courantes).
- Classe 20 : temps de démarrage inférieur à 20s
- Classe 30 : temps de démarrage inférieur à 30s
19

20. 3. Le disjoncteur
3.1. Disjoncteur thermique
Il protège un circuit électrique contre les surcharges de courant
(surtension dans un réseau électrique) ou un fort appel de
courant lors d’un démarrage d'un moteur.
Le déclenchement se fait à Ir =7In pour
un temps compris entre 2s ≤ t ≤ 10s.
Figure 12: disjoncteur thermique 20

21. • Courbe de déclenchement d’un disjoncteur
thermique:
Figure 13: Courbe de déclanchement thermique 21

22. 3.2. Disjoncteur magnétique
Il protège un circuit électrique contre les courts-circuits (short
circuit). Il existe plusieurs types de disjoncteur magnétique.
Figure 14: Disjoncteur magnétique
22

23. • Principe de fonctionnement d’un relais
magnétique:
• Le dispositif de protection contre les courts-circuits fonctionne à la base
d’un électro-aimant.
Figure 15: principe de fonctionnement d’un relais magnétique
23

24. • Courbe de déclenchement d’un disjoncteur
magnétique:
Figure 16: Courbe de déclanchement magnétique 24

25. 3.3. Disjoncteur magnétothermique
• Il est équipé de deux déclencheurs (thermique et magnétique) et
permettant de protéger un circuit électrique contre les courts-circuits et
les surcharges de courant.
Figure 17: Disjoncteur magnétothermique
(a) Elec Batiment (b) elec industrielle (disjoncteur moteur)
(a) (b)
25

26. • Critères de choix d’un disjoncteur
magnétothermique:
• Tension et courant nominaux ; Fréquence,
• Nombre de pôles (unipolaire, bipolaire et tripolaire),
• Pouvoir de coupure (Pdc),
• Type de courbe de déclenchement et température ambiante,
26

27. • Les courbes de déclenchement d'un disjoncteur magnétothermique représentent:
1. Les courbes de déclenchement thermique à froid.
2. Les courbes de déclenchement thermique à chaud.
3. Les seuils de fonctionnement du déclencheur magnétique.
Figure 18: Courbe de déclanchement magnétothermique 27

28. Les normes de différentes courbes
Courbe type B:
Plage de fonctionnement entre 3 et 5 Ir. Ces disjoncteurs protègent les personnes en régime de
neutre IT ou TN pour des longueurs de câbles plus importantes
Courbe type C:
Plage de fonctionnement entre 5 et 10 Ir. Ces disjoncteurs conviennent aux installations
courantes.
Courbe type D:
Plage de fonctionnement entre 10 et 14 Ir. Ces disjoncteurs sont adaptés aux installations
présentant de forts courants d'appel (transformateurs, moteurs ...).
Courbe type K:
Ces disjoncteurs possèdent un déclenchement thermique plus rapide que les disjoncteurs
courbe D.
Courbe type MA:
Plage de fonctionnement 12 Ir. Ces disjoncteurs ne possèdent pas de déclencheurs thermiques.
Ils sont utilisés pour la protection des moteurs associés à un dispositif de déclenchement
thermique.
Courbe type Z:
Plage de fonctionnement entre 2.4 et 3.6 Ir. Ces disjoncteurs protègent les composants
électroniques. 28

29. • Pouvoir de coupure et de fermeture
 Le pouvoir de coupure d'un disjoncteur est la valeur maximum de
courant d’un court-circuit (présumé) qui peut interrompre un circuit
sous une tension.
 Le pouvoir de fermeture d’un disjoncteur est la valeur de courant
permettant de fermer un circuit sous une tension donné
29

30. 3.4. Disjoncteur et interrupteur différentiels
• Il protège les personnes contre les chocs électriques indirects (régime TT contre les
contacts indirects), et protège aussi les équipements électriques. Il est caractérisé
par:
 Tension et courant nominaux; fréquence,
 Température,
 Courant différentiel résiduel ou sensibilité (IΔn).
30
Figure 19:(a) Disjoncteur différentiel (b) Interrupteur différentiel
(a) (b)

31. • Principe de fonctionnement d’un DDR à 2
pôles:
31

32. LES APPAREILS DE
COMMANDE
32

33. 1. Le contacteur
• Le contacteur est un appareil mécanique de
connexion ayant une seule position de repos et
une seule position de travail.
• II est capable d'établir, de supporter et
d'interrompre des courants dans les conditions
normales du circuit, y compris les conditions de
surcharges en service.
• L'intérêt du contacteur est de pouvoir être
commandé à distance.
• Il fait partie de la famille des pré-actionneurs
puisqu'il se trouve avant l'actionneur dans la
chaîne des énergies.
• Un contacteur peut être actionné à partir des
éléments du circuit de commande (Bouton
poussoir, Capteur, Etc...) 33
Figure 20: Contacteur électromécanique

34. 34

35. 35
Figure 21: Contacts d’un contacteur

36. Critère de choix du contacteur
Un contacteur va se choisir suivant :
• Le courant nominal traversant les pôles
• Le nombre de pôle (nombre de contact de puissance).
• Le type de contact auxiliaire (nombre de contact
normalement fermé ou ouvert).
• La valeur de la tension du circuit de commande (bobine
et contacts auxiliaires exemple : 48V)
• Le type de tension du circuit commande (alternatif ou
continu).
• Le mode de fonctionnement du contacteur défini par la
catégorie d’emploi.
• La durée de vie.
36

37. Contacteur : Catégorie d’emploi
• Elle est normalisée et dépend de la nature du courant et du type de récepteur
associé au contacteur.
• En courant alternatif:
Catégorie Fonctions à réaliser utilisation
AC 1 Le contacteur établit In et coupe In Résistance, distribution
AC 2 Le contacteur établit Id (≈ 2,5 In) et
peut couper Id
Moteur asynchrone à rotor
bobiné ( démarrage , marche par
à-coups ou freinage à contre-
courant)
AC 3 Le contacteur établit Id (≈ 5 à 7 In)
et coupe In
Moteur asynchrone à cage
(coupure moteur lancé)
AC 4 Le contacteur établit Id (≈ 5 à 7 In)
et peut couper Id
Moteur asynchrone à cage
(marche par à coups ou
freinage à contre-courant)
37

38. • En courant continu
Catégories d'emploi Applications
DC1 Récepteur résistif
DC2 Moteur shunt lancé
DC3 Moteur shunt calé
DC4 Moteur série lancé
DC5 Moteur série calé
38

39. Contacteur : Contacts auxiliaires
• Il est possible que suivant le dispositif de commande du
contacteur, le seul contact normalement ouvert auxiliaire ne
suffise pas.
• C’est pour cela qu’il existe des blocs auxiliaires instantanés
additifs qui regroupent 2 ou 4 contacts en général (2
normalement fermés et 2 normalement ouvert) Contacts
auxiliaires instantanées utilisables dans les circuits de
commande.
39
Figure 22: Contacts auxiliaires d’un contacteur

40. Contacts auxiliaires temporisés
• Il contient des contacts auxiliaires temporisés. Ils ouvrent ou ils
ferment un ou plusieurs contacts avec un retard réglable.
40
Figure 23: Contacts temporisés d’un contacteur

41. 2. Relais électromagnétique
• Un relais électromagnétique, dans son principe de commutation,
s’apparente à un interrupteur mécanique dont la manœuvre serait non
pas effectuée manuellement, mais en faisant circuler un courant dans le
circuit d’excitation du relais. Ce circuit est constitué par une bobine
appelée bobine d’excitation ou bobine de commande.
41
Figure 24: relais électromagnétique

42. Relais-Principe de fonctionnement
La mise en action du relais par sa bobine de commande demande une puissance
électrique faible. Elle provoque l’ouverture ou la fermeture d’un circuit dans
lequel circule un courant élevé, et par là même elle peut commander une
puissance beaucoup plus grande que la puissance d’excitation.
42

43. Relais temporisé
Un relais temporisé est un composant
d’automatisme simple qui permet de gérer des
actions dans le temps ou le temps des actions. Le
relais temporisé est un organe de commande qui
déclenche une action selon un temps et une
fonction. A l’issue d’un temps préalablement
déterminé, le relais temporisé assure la fermeture
ou l’ouverture d’un ou plusieurs contacts.
43
Figure 25: relais temporisé

44. temporisation au travail:
bobine d’un relais temporisé dont
les contacts sont temporisés
lorsque la bobine est alimentée
l’enclanchement (on delay) (fig 26)
temporisation au repos:
bobine d’un relais temporisé
dont les contacts sont
temporisés lorsque la bobine
n’est pas alimentée
déclanchement (off delay) (fig 27)
44
Figure 26: bloc auxiliaire temporisé au travail Figure 27: bloc auxiliaire temporisé au repos

45. 3.1. Interrupteur
Il permet d’établir ou interrompre (fermer ou ouvrir) un circuit électrique
d’une façon manuelle.
3.2.Commutateur
Il permet d’établir ou interrompre un ou plusieurs circuits électriques d’une
façon manuelle. Il possède plusieurs positions de fonctionnement. Il existe
plusieurs types de commutateurs.
3. Les appareils de commande manuelle
45
Figure 28: Interrupteur
Figure 29: Commutateur

46. 3.3. Bouton poussoir et boite à BP
C’est un appareil de commande qui ne possède qu’une seule position stable. Il existe
plusieurs types de boutons poussoirs (Bush Putton).
La boite à boutons poussoirs peut être de 2BP (marche et arrêt) ou bien de
3BP (arrêt, marche avant et marche arrière).
46
Figure 30: Bouton poussoir
Figure 31: Boite à bouton poussoir

47. 4. Signalisations
Les circuits et équipement électriques doivent être signalés par des lampes
de signalisation de différents couleurs (fig,32) ou par des appareils de sonores
(sonnerie) ou tous les deux en même temps (fig,33).
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Figure 33: Appareils sonores
Figure 32: Lampes de signalisation

48. Coffret électrique
• Le coffret électrique doit être alimenté par un câble de cinq
conducteurs (3Ph+N+E) ou quatre conducteurs (3Phases+E) raccordé
directement en amont de l'interrupteur sectionneur général.
• Suivant la fonction et la nature du réseau dans lequel le conducteur
est placé, celui-ci a une couleur définie par la norme:
• Noir: Circuit de puissance (alternatif et continu),
• Rouge: Circuit de commande (alternatif),
• Bleu: Circuit de commande (continu),
• Bleu clair: Neutre des circuits de puissance (quand ils ne sont pas
utilisés pour la mise à la terre),
• Orange: Circuit de commande en permanence sous tension,
• Vert et jaune: Protection électrique.
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49. Références
1- Manuel de cours et exercice: ELECTRICITE INDUSTRIELLE, Soyed
abdessamai.
2- https://sti2d.ecolelamache.org/partie_3le_schma_lectrique.html
3- TeSys D, Contacteurs 0,06 kW à 75 kW,
https://www.se.com/dz/fr/product-range/664-tesys-d/
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